La radiación solar como una onda electromagnética sobre la superficie terrestre, tiene un ángulo de incidencia que determina la intensidad o pureza de esta energía y el potencial de aprovechamiento de la misma.
Los rayos de sol y sus ondas se consideran perpendiculares al planeta tierra, siendo que la incidencia de mayor potencia es la cercana a la línea de ecuador y las siguientes líneas paralelas van reduciendo su intensidad de recepción proporcionalmente a la variación de la latitud en grados al sur o al norte de los 0° del ecuador.
Ubicando la latitud de Nicaragua en el mapa mundial, desde el Ecuador ella posee entre 10.45° a 15.15° hacia el norte del ecuador en toda su superficie geográfica, siendo que la variación con respecto al punto optimo de recepción solar es mínimo, ocasionando un 11.6 a un 12.4% de perdidas de energía por incidencia solar, con respecto al ecuador.
Mediante el razonamiento anterior se concluye que la ubicación geográfica de Nicaragua es optima para la recepción de energía solar, comentando además que para contrarrestar las perdidas mencionadas por orientación geográfica de la superficie, basta con orientar los paneles solares con los grados iguales de latitud en dirección al sur, buscando el ecuador, lo cual en la práctica resulta ser irrelevante y por su posición privilegiada, Nicaragua siempre posee amplio potencial de recepción solar.
Y bien, luego de conocer de ángulos de incidencias, cabe mencionar que el recurso máximo de energía disponible es de 1000W por metro cuadrado (1000 W/m2), en el caso ideal de que exista un panel solar del 100% de eficiencia, este seria de 1000W y de 1×1 metros de área, en la actualidad los módulos o paneles solare fotovoltaicos de silicio tiene una eficiencia que oscila entre el 21 y el 25% de eficiencia, siendo que para áreas de 2mts cuadrados se obtienen potencias picos de 500 a 700W, lo cual es hasta la fecha la proporción mas estable para la extensión de área máxima de material para un solo modulo solar.
Cuando hablamos de eficiencia de modulo, o celdas fotovoltaicas, dentro del rango antes mencionado, con respecto al recurso natural disponible, es un valor muy favorable para el desarrollo tecnológico actual, sin embargo existen otras tecnologías complementarias que cada fabricante ha incorporado para aumentar la eficiencia particular de cada modelo, entre las cuales destacan las mas modernas:
- Monocristalinos(de silicio mas puro), tipo N, TOPCon (Contacto Pasivado por Óxido de Túnel): Incorpora una fina capa de óxido de túnel que reduce las pérdidas por recombinación y mejora la salida de voltaje y corriente, logrando eficiencias superiores al 24%.
- Silicio tipo N: Utiliza células de silicio dopado con fósforo para introducir electrones, lo que aumenta la eficiencia y reduce la degradación.
- Half cell (celdas divididas – 144 celdas): Al dividir las celdas, se reduce la corriente eléctrica, lo que a su vez disminuye la resistencia interna y las pérdidas de energía.
Algunas tecnologías anteriores, eran las celdas policristalinas(de silicio mezclado) y celdas completas para módulos de 60 y 72 celdas, con eficiencias promedios del 17%, muy poco utilizados en la actualidad.
Cuando se diseñan los sistemas solares, se toma la potencia pico del panel solar, indicada por el fabricante (quien ya ha tomado en cuenta los factores de eficiencia de celda) y adicionamos otros factores de diseño que pueden pertenecer al clima y condiciones de instalación del proyecto, tales como temperatura, humedad, entre otros, destacando que los datos en ficha técnica se desarrollan en laboratorios con parámetros STC y NOCT con ambientes controlados como temperatura ambiente 25°C por ejemplo, para ello y por motivos de conversión(para definir la potencia en AC aprovechable) ocupamos el ratio AC/DC.
Lo siguiente es la consideración de las Horas Solares Pico (HSP) que ya por estudios previos se ha definido que para Nicaragua un día solar útil de potencia fotovoltaica aprovechable varía desde 3.5 a 5 Horas solares pico, consulta mayores detalles aquí: https://solargis.com/resources/free-maps-and-gis-data?locality=nicaragua
En resumen un modulo fotovoltaico de 500W podrá generar hasta 2,500Wp DC en un día soleado (principalmente desde las 10am a las 3pm) y de ello podrían aprovecharse aproximadamente 1,800W promedia en potencia AC.
Cabe mencionar que la generación solar empieza sus labores desde las 6am y culmina hasta las 6pm, pero fuera de las Horas solares pico, solo se podrá generar un pequeño porcentaje de la energía esperada; antes de las 9am y después de las 4pm será muy poca la generación eléctrica y casi imperceptible para ser tomada en cuenta, adicionalmente los factores climáticos que incluyan días nublados afectaran la generación aunque no se anule por completo.
Para sistemas de Autoconsumo y ahorro económico para empresas y negocios con labores diurnas la implementación de paneles solares sin baterías serán una alternativa muy viable para sacar el máximo provecho de generación en las horas solares pico, con altos índices de rentabilidad y paybacks de 3 años en promedio. Para escenarios residenciales y comercios que aspiren mayores porcentajes de independencia energética y con consumos fuera de las horas solares pico, será fundamental el diseño de un banco de baterías apropiado para el cumplimiento de sus objetivos.
Muchas gracias por llegar hasta aquí!!
Si te parece un contenido útil, comparte y comenta para aclarar cualquier duda que halla surgido.
Tu futuro solar empieza hoy.
Comments are closed